液压马达的基本概念

1、14.5 4.5 液压马达液压马达n 液压马达是把液压能转换成机械能液压马达是把液压能转换成机械能的装置，在液压系统中属于执行元件。的装置，在液压系统中属于执行元件。2液压马达基本概念液压马达基本概念n液压马达概述液压马达概述n液压马达分类液压马达分类n液压马达职能符号液压马达职能符号n液压马达主要参数液压马达主要参数3液压马达概述n液压马达是将液压能转换为机械能的元件，输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。n液压马达与液压泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。4n液压马达输入液压能，并以旋转运动向外输出

2、机械能，得到的是输出轴上的转速与扭矩。视频：视频：液压缸与液压马达液压缸与液压马达5马达分类（结构形式）6马达分类（运转速度）马达分类（运转速度）高速马达高速马达（n ns s500r/min 500r/min ）：）：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达特点：特点：转速高，转动惯量小，便于启动、转速高，转动惯量小，便于启动、制动，调速和换向。制动，调速和换向。 通常高速马达的输出扭矩仅数十至数百通常高速马达的输出扭矩仅数十至数百牛顿米，转矩不大，故又称作小扭矩液牛顿米，转矩不大，故又称作小扭矩液压马达。压马达。7低速马达低速马达（n ns s 500r/min50

3、0r/min） ：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）马达，多作用内曲线径向柱塞马达）广泛应用于工程、运输、建筑、矿山和广泛应用于工程、运输、建筑、矿山和船舶等机械上。船舶等机械上。8特点：输出转矩通常比较大（可达数千至数万牛顿米），所以又称为低速大扭矩液压马达。低速稳定性好（一般可在10r/min平稳运转，有时可达0.5r/min）。因此可以直接与工作机构联接，不需要减速装置，使传动机构大为简化。 选择低速液压马达的主要参数指标是工作压力和最低稳定转速。91 齿轮式马达齿轮式马达n结构特点结构特点n 进出油口相等，有单独的泄油口

4、；进出油口相等，有单独的泄油口；n 为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；n 为减少转矩脉动，为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。齿数较泵的齿数多。视频：视频：液压马达基本原理液压马达基本原理10应用 由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。视频：齿轮马达视频：齿轮马达11工作原理图图3-9 齿轮液压马达的工作原理图3-9 齿轮液压马达的工作原理213123421122、叶片马达 图3-14 叶片液压马达的工作原理8761324513n结构特点结构特点n

5、进出油口相等，有单独的泄油口；进出油口相等，有单独的泄油口；n 叶片径向放置，叶片底部设置有燕式叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；弹簧；n 在高低压油腔通入叶片底部的通路上在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。装有梭阀。视频：视频：叶片马达叶片马达14应用应用 转动惯量小，反应灵敏，能适转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。机械性能要求不严格的场合。15轴向柱塞马达轴向柱塞马达n工作原理工作原理16n结构特点结构特点n 轴向柱塞泵和轴向柱塞马

6、达是互逆的。轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。n 配流盘为对称结构。配流盘为对称结构。视频：视频：轴向柱塞马达轴向柱塞马达17应用 n 作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。n液压马达是用来拖动外负载作功的，只有当外负载转矩存在时，从液压泵进入液压马达的压力油才能建立起相应的压力值，所以液压马达的转矩是随外负载转矩而变化的。18径向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达 与泵的情况相反，低速大扭矩马达多数采用径向柱塞式结构。图为低速大扭矩液压马达的典型结构。马达有五个活塞，壳体上有五个缸，外形像星，又称为星形马达。连杆一端通过球

7、铰与活塞连接在一起；另一端为圆弧表面，圆弧半径与偏心轮半径一致。两个圆环套在连杆圆弧外面，使连杆既能沿着偏心轮的圆弧表面滑动而又不能脱开。输出轴左端通过联轴器使配流轴同步旋转。19单作用连杆型径向柱塞马达单作用连杆型径向柱塞马达 低速大扭矩马达低速大扭矩马达2021n工作原理n呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。n柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。n曲轴为输出轴。n配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。22n应用

8、应用 结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。23多作用内曲线径向柱塞马达多作用内曲线径向柱塞马达 低速大扭矩马达低速大扭矩马达24内曲线式液压马达25n工作原理工作原理 n壳体内环由壳体内环由x x 个导轨曲面组成，个导轨曲面组成，n缸体径向均布有缸体径向均布有z z 个柱塞孔，个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动使之在缸体径向槽内滑动 ；n柱塞、滚轮组组成柱塞组件，柱塞、滚轮组组成柱塞组件，n

9、 a a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；体产生转矩；n 配流轴圆周均布配流轴圆周均布2x 2x 个配流窗口，其中个配流窗口，其中x x 个窗口对个窗口对应于应于a a段，通高压油，段，通高压油，x x 个窗口对应于个窗口对应于b b段，通回段，通回油（油（xz xz ) )；n 输出轴输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。，缸体与输出轴连成一体。26n应用应用 转矩脉动小，径向力平衡，启动转矩大，能在低速下稳定运转，普遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。2728液压马达的职能符号液压马达的职能符号29液压马达的主要性能参数

10、液压马达的主要性能参数n1 1 工作压力工作压力n马达入口油液的实际压力称为马达的工作压力，工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口压力的差值称为马达的压差p。30液压马达的主要性能参数液压马达的主要性能参数n2 2 额定压力额定压力n额定压力 ps 马达在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。类似于泵，马达的额定压力受泄漏和强度的制约，工作压力超过额定压力时就会过载。31n3 排量 n马达排量VT是指其转轴每转一周，马达输入液体的体积，其大小由密封容腔几何尺寸变化计算得到，故又称为马达的几何排量（理论排量）。单位为m3/r。n理论排量可变的称为变量马达，理论排量不可变的称为定

11、量马达。32n4 4 流量流量 n马达的流量是指单位时间输入马达的液体体积。其单位为m3/s。由于泄漏的原因，它有理论流量qT与实际流量q之分。并且qqT。 qT=nVT=nVMVn转速，r/s 或r/min。33n6 6 转速转速 n马达的转速n等于理论输入流量与排量的比值。即 n=qT/V=qMMV V/ /V V34n7 7 扭矩扭矩 n马达的理论扭矩与泵的理论扭矩相同，即 MT=Pq/2n（Pq=2MT n）由于马达实际存在机械损失，故实际扭矩M小于理论扭矩，即 M=MT-M35n8 8 机械效率机械效率 n马达的机械效率等于实际输出扭矩与理论输出扭矩之比，即nMMmm=实际输出扭矩/

12、理论输出扭矩 MMmm=M/MT=(MT-M)/MT =1- M/MT 36n9 9 功率和效率功率和效率 n马达的输入功率为Pq，输出功率为2nMT 。n马达的总效率MM= = 2nMT / / Pq = 2nMT MM m/(pVn/ MM V) = MM m MM V因此，同液压泵的总效率，液压马达的总效率等于机械效率与容积效率的乘积。 37n10 10 最低回油背压最低回油背压n最低回油背压是指液压马达为了防止出现脱空现象，在回油腔必须保持的最低压力。最低回油背压越小，马达的性能越好。 38n三三 液压马达与液压泵的比较液压马达与液压泵的比较n液压马达与液压泵都是旋转式装置。他们依靠密

13、封工作容积变化及液体的压力能来传递能量。液压马达输入液压能输出机械能，液压泵反之。液压马达是执行元件，液压泵是动力元件。n理论上液压马达与液压泵是可逆的，但是由于他们的工作要求不同，结构上有所差异，致使大部分液压泵与马达不能互换。 39n液压马达与液压泵的比较液压马达与液压泵的比较 40 液压泵和液压马达的职能符号（国家及液压泵和液压马达的职能符号（国家及ISOISO标准）标准）图334 特特 性性 分分 类类单向单向定量定量双向双向定量定量单向单向变量变量双向双向变量变量液压泵液压泵 液压马达液压马达414.6 4.6 液压泵的选用液压泵的选用n1各类液压泵的特点：各类液压泵的特点：n齿轮泵

14、齿轮泵外啮：对油不敏感，结构简单，造价低，脉动外啮：对油不敏感，结构简单，造价低，脉动大，噪声大大，噪声大内啮：对油不敏感，结构简单，造价高，脉动内啮：对油不敏感，结构简单，造价高，脉动小，噪声小小，噪声小n叶片泵叶片泵双作用：对油敏感，结构紧凑，不可变量，不双作用：对油敏感，结构紧凑，不可变量，不受径向不平衡力，噪声小受径向不平衡力，噪声小单作用：可变量，压力低，受径向不平衡力，单作用：可变量，压力低，受径向不平衡力，噪声大噪声大n柱塞泵：柱塞泵：压力高，可变量，对油敏感，噪声大压力高，可变量，对油敏感，噪声大42如下表，各类液压泵性能比较及应用：如下表，各类液压泵性能比较及应用：43各类液

15、压泵性能比较及应用（续）：各类液压泵性能比较及应用（续）：442 2、选择液压泵的原则、选择液压泵的原则n是否要求变量：是否要求变量：径向柱塞泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵、轴向柱塞泵、单作用叶片泵是变量泵。单作用叶片泵是变量泵。n工作压力：工作压力：柱塞泵压力柱塞泵压力31.5MPa31.5MPa；叶片泵压；叶片泵压力力6.3MPa,6.3MPa,高压化以后可达高压化以后可达16MPa16MPa；齿轮泵；齿轮泵压力压力2.5MPa2.5MPa，高压化以后可达，高压化以后可达21MPa21MPa。n工作环境：工作环境：齿轮泵的抗污染能力最好。齿轮泵的抗污染能力最好。45n噪声指标：噪声指标：低噪声

16、泵有内啮合齿轮泵、双低噪声泵有内啮合齿轮泵、双作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺作用叶片泵和螺杆泵，双作用叶片泵和螺杆泵的瞬时流量均匀。杆泵的瞬时流量均匀。n效率：效率：轴向柱塞泵的总效率最高；同一结轴向柱塞泵的总效率最高；同一结构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量构的泵，排量大的泵总效率高；同一排量的泵在额定工况下总效率最高。的泵在额定工况下总效率最高。463 3、液压泵大小的选用、液压泵大小的选用 液压泵的选择，通常是先根据对液压泵的性能要求来选定液压泵的型式，再根据液压泵所应保证的压力和流量来确定它的具体规格。 47 液压泵的输出流量取决于系统所需最大流量及泄漏量，即q泵K流q缸式中： q泵液压泵所需输出的流量。 K流系统的泄漏系数，取1.11.3 q缸一液压缸所需提供的最